Entreprise de ciment Lehigh a conclu un contrat avec Dome Technology pour la construction d'un dôme de stockage de clinker à Mitchell, dans l'Indiana, aux États-Unis, un dôme qui augmentera la capacité opérationnelle et emmènera l'entreprise dans la prochaine décennie d'activité.
C'est également le plus grand stockage de clinker de l'hémisphère occidental et le deuxième au monde après une structure roumaine Dome Technology construite en 2008.
Ce dôme pour Lehigh Cement, une filiale de Lehigh Hanson, éclipse la plupart des autres stockages en vrac, mesurant 220 pieds de diamètre et 160 pieds de haut. Sa capacité de stockage atteint un maximum de 169,000 83 tonnes métriques et trois tunnels de récupération à niveau atteignent XNUMX % de récupération en direct.
« C'est un projet colossal. C'est l'un de nos plus grands dômes en termes de capacité de stockage », a déclaré Lane Roberts, directeur des ventes de Dome Technology.
Le projet était centré sur le deuxième plus grand four des Amériques - une représentation précise de la "forte croissance de Lehigh aux États-Unis et de notre engagement continu envers nos clients pour répondre à la demande croissante d'un ciment constant et de haute qualité tout en améliorant notre efficacité de fabrication". et la réduction des émissions », a déclaré Kevin Cove, directeur adjoint du projet et directeur civil de Lehigh Cement.
La portée des travaux de Dome Technology comprenait la construction de dômes, les fondations profondes, la poutre annulaire, les tunnels et l'entrée au niveau du sol pour le chargeur frontal. Alors que la taille et la sophistication du dôme sont impressionnantes, elles représentent simplement un grand objectif pour Lehigh : réduire l'impact environnemental.
Une approche verte des affaires
Le projet Mitchell faisait partie des efforts de Lehigh Cement pour moderniser un site existant à 1.2 km de la carrière, un effort proactif pour réduire l'impact de l'installation sur l'environnement. Lehigh Hanson a défini la durabilité comme une valeur d'entreprise et sa stratégie pour y parvenir repose sur trois piliers : la protection de l'environnement, la responsabilité sociale et la bonne gouvernance d'entreprise.
C'est la vue macro, et le succès réside dans les détails. Selon Cove, le dôme Mitchell est suffisamment grand pour remplacer le travail actuellement fourni par cinq fours existants - et vieillissants - et réduira les émissions globales pour respecter et dépasser les normes actuelles de l'EPA. « Le dôme de clinker permet de contenir complètement le clinker, ce qui réduit considérablement les émissions de particules ou de poussière. Le succès à long terme de Lehigh Hanson dépend de pratiques commerciales durables ainsi que de relations de confiance avec nos voisins, nos partenaires commerciaux et nos employés », a-t-il déclaré.
De plus, Lehigh a développé EcoCemPLC, un ciment calcaire Portland qui répond aux normes ASTM C595 Type IL avec plus de calcaire, moins de clinker et moins d'émissions de CO2 pendant la production. C'est un nouveau produit qui sera fabriqué et stocké à l'usine de Mitchell, et pour prouver à quel point il peut être efficace, Lehigh a demandé que le dôme soit construit avec.
Dome Technology a soumis le matériau à de nombreux tests sur le terrain avant la construction, et une fois confiant, l'équipage a pulvérisé 7,000 XNUMX mètres cubes pour former le dôme. L'application était transparente et ECOCemPLC sera le matériau de choix pour l'avenir de Lehigh. "Nous voulions que toute notre nouvelle construction l'utilise pour mettre en valeur ses capacités, y compris des applications spécialisées telles que le béton projeté qui a été utilisé pour le dôme", a déclaré Cove.
Même en cours de construction, le projet a attiré l'attention du public. Indiana Ready Mixed Concrete Association a décerné au dôme Mitchell un prix exceptionnel pour le béton, et Technologie ENR a présenté le projet, mettant en évidence sa composition en béton qui réduit l'énergie et les émissions pour une empreinte béton-carbone réduite.
Stockage grand dôme : Un nouveau modèle pour Lehigh
La direction de Lehigh avait la précision à l'esprit lors de la planification du projet. Ils savaient que tout leur nouveau clinker serait canalisé à travers ce dôme unique, de sorte que les concepts structurels et mécaniques devaient être robustes. Plus précisément, le tassement total devait être limité à moins de 75 mm et la capacité de stockage en direct devait être au minimum de 140,000 XNUMX tonnes métriques.
Un dôme répondait naturellement à ces exigences. Un dôme est construit avec une durée de vie illimitée, et sa coque en béton et sa géométrie offrent une résistance inégalée. Les méthodes de construction de dômes ne nécessitent aucune ferme intérieure, de sorte que tout le volume intérieur peut être utilisé pour des systèmes de stockage ou de récupération.
Tous les dômes offrent des conditions idéales pour les matériaux stockés nécessitant un environnement contrôlé. La construction en béton sans joint, associée à une membrane entourant tout le dôme, empêche l'entrée d'eau et d'humidité. La nature isolée du dôme réduit le chauffage et le refroidissement des murs et de l'air à l'intérieur, empêchant la condensation. La mousse et le béton contrôlent l'humidité et modèrent les fluctuations de température générées de l'extérieur.
La résistance et la géométrie d'un dôme offrent également une tolérance au tassement différentiel. Ces qualités combinées à l'ingénierie géotechnique et à l'analyse du site garantissent une sélection et une performance appropriées des fondations.
La liste des incontournables de Lehigh nécessitait des conversations ciblées et fréquentes avec l'équipe de Dome Technology. "Les grands dômes de stockage sont relativement nouveaux pour Lehigh Hanson, nous avons donc exigé un haut niveau de transparence avec les techniques de conception et de construction", a déclaré Cove. "Pour nous assurer que nous minimisions les problèmes avec notre équipement d'alimentation et de retrait, nous devions comprendre les règlements totaux et différentiels et équilibrer les risques avec les coûts."
Selon Cove, Dome Technology a suggéré plusieurs options basées sur la modélisation par éléments finis "qui nous ont permis de trouver une solution rentable qui s'adapterait aux tolérances de nos fournisseurs d'équipements".
Systèmes et solutions
Lehigh Cement exploite le site de Mitchell depuis des années, mais la mise à niveau du stockage était délicate car un problème de nappe phréatique empêchait la mise en place de tunnels souterrains. Cependant, les tunnels construits au niveau du sol réduiraient la capacité. Alors Dome Technology a suggéré une nouvelle idée : trois tunnels pourraient être installés au niveau du sol, puis entourés d'un remblai structurel à moins d'un pied du sommet des tunnels. Le pied supérieur a ensuite été recouvert de clinker, et cette couche fonctionne comme le «plancher» du dôme. Une fois le dôme rempli, l'entreprise pouvait s'attendre à 83 % de récupération en direct via 10 trémies de rabattement vers les trois tunnels, et tout clinker restant entre les auges servirait de réserve de produit. Lehigh a approuvé cette option car elle répondait à l'exigence de capacité de 169,000 140,000 tonnes métriques et 29,000 XNUMX tonnes métriques vives, plus une réserve de XNUMX XNUMX tonnes.
Une fois les opérations commencées, le clinker sera récupéré du dôme vers les trois tunnels de forme elliptique - 15 pieds de large et 9 pieds de haut. De là, il sera acheminé pour être transformé en poudre de ciment, puis stocké dans des silos en béton existants. Le ciment fini sera transporté par camion ou par rail jusqu'aux clients.
Collaboration pour résoudre les problèmes
Un autre défi auquel Dome Technology était confrontée était d'atteindre la capacité nécessaire tout en traitant avec un angle de convoyeur qui ne pouvait pas changer. Les ingénieurs ont déterminé l'angle maximal pour des performances optimales du convoyeur, et l'installation du dôme dans cette configuration ne fournirait pas la capacité dont Lehigh avait besoin.
Augmenter le diamètre du dôme était la solution évidente, mais inacceptable. "Nous aurions pu agrandir l'empreinte, mais cela aurait considérablement augmenté le coût", a déclaré Roberts.
Au lieu de cela, Dome Technology a levé les yeux vers le haut du dôme. L'ouverture au sommet a été agrandie et sa bordure a été agrandie, s'étendant de la hauteur standard de deux pieds à 10 pieds. Cela permettra à la pile de s'étendre dans la maison principale, maximisant l'espace intérieur et permettant à Lehigh d'économiser de l'argent. Le clinker "peut atteindre la hauteur du trottoir, ce qui leur a permis d'atteindre le tonnage", a déclaré Roberts. "C'était important pour que nous puissions obtenir l'angle du convoyeur qui était nécessaire tout en atteignant le tonnage."
Bientôt, le dôme sera rempli pour la première fois et Lehigh Cement commencera à réaliser tous les avantages pour lesquels ce site a été conçu.
«Dome Technology a fonctionné exactement comme décrit, respectant ses engagements et exécutant exactement comme prévu. Tous les aspects ont impliqué des communications ouvertes et honnêtes. Nous sommes entièrement satisfaits de la construction à ce jour et avons déjà embauché Dome Technology pour un autre projet de Lehigh Hanson », a déclaré Cove.
Note de l'éditeur : cet article a été publié dans le numéro de septembre du BMHR de Ciment du Monde.